水文自动测报系统应用技术PDF电子书下载

1.1 水文自动测报系统及其工作原理 1

1.1.1 系统组成 1

第1章 概述 1

1.1.2 系统功能 2

1.1.3 工作制式 4

1.2 水文自动测报系统信息流程 5

1.2.1 基本流程分析 5

1.2.2 外系统信息接入和整合 7

1.3 我国水文自动测报系统的发展 7

1.3.1 水文自动测报系统的初创阶段 8

1.3.2 水文自动测报系统的建设发展期 9

1.3.3 水文自动测报系统的网络化时代 12

1.3.4 水文自动测报系统技术的新进展 14

参考文献 19

2.2 系统规划 20

第2章 水文自动测报系统的规划设计 20

2.1 基本资料收集 20

2.2.1 系统规划的基本内容 21

2.2.2 系统需求分析 21

2.3 编制项目建议书和可行性研究报告 23

2.3.1 编写项目建议书的基本要求 23

2.3.2 编制可行性研究报告的基本要求 26

2.4 系统设计 26

2.4.1 系统设计的主要工作内容 26

2.4.2 系统技术指标及要求 27

2.4.3 数据传输方式和编码格式 29

2.4.4 通信电路设计 31

2.4.5 系统联网设计 33

2.4.6 数据处理系统设计 34

2.4.7 土建设计 35

参考文献 36

第3章 数据采集传感器 37

3.1 降水量计 38

3.1.1 雨量计 38

3.1.2 雪量计 55

3.2 水位计 60

3.2.1 浮子式遥测水位计 60

3.2.2 压阻式压力水位计 70

3.2.3 气泡式压力水位计 77

3.2.4 振弦式压力水位计 84

3.2.5 超声波水位计 87

3.2.6 微波水位计 94

3.2.7 激光水位计 96

3.2.8 电子水尺 97

3.3 自动流速仪 100

3.3.1 声学多普勒流速仪 101

3.3.2 电波流速仪 106

3.3.3 电磁流速仪 110

3.3.4 声学时差法流速仪 113

3.4 流量计 113

3.4.1 声学多普勒流量计 114

3.4.2 声学时差法流量计 119

3.4.3 等截面流速流量计 124

3.4.4 其它流量计 130

3.5 悬移质测沙仪 135

3.5.1 光电测沙仪 136

3.5.2 超声波测沙仪 139

3.5.3 同位素测沙仪 140

3.5.4 振动法测沙仪 142

3.6 墒情传感器 145

3.6.1 张力计式土壤湿度仪 146

3.6.2 雷达土壤湿度仪 148

3.6.3 中子土壤湿度仪 152

3.7 闸位计 153

3.8 自动蒸发器 155

3.8.1 补水式自动蒸发器 155

3.8.2 浮子式自动蒸发器 157

3.8.3 超声波自记蒸发器 159

3.9 水质自动监测仪 159

3.9.1 电极法水质仪 159

3.9.2 水质自动分析仪 161

3.10 其它传感器 164

3.10.1 风速风向传感器 164

3.10.2 温度传感器 167

3.10.3 自动气象站 168

参考文献 168

4.1.1 传输速率 170

第4章 数据传输基本原理 170

4.1 数据传输的主要技术指标 170

4.1.2 差错率 171

4.1.3 频带利用率 171

4.2 数据传输方式 172

4.3 各种通信信道的技术特性 172

4.3.1 有线信道 172

4.3.2 无线信道 179

4.4 数字调制 196

4.4.1 二进制数字调制 196

4.4.2 多进制数字调制 204

4.5 信源编码 206

4.5.1 数制 206

4.5.2 代码 207

4.6.1 数字传输中的差错控制 210

4.6 差错控制编码 210

4.6.2 纠（检）错码基本原理 211

4.6.3 简单纠、检错码 213

4.6.4 汉明码 214

4.6.5 循环冗余校验码 215

4.7 接口规程 216

4.7.1 V系列建议 217

4.7.2 EIA接口标准 225

4.7.3 X系列建议 227

4.8 数据通信同步技术 231

4.8.1 异步方式 231

4.8.2 同步方式 233

4.9 数据传输链路控制 236

4.9.1 二进制同步通信协议BSC 237

4.9.2 高级数据链路控制协议HDLC 241

4.10.2 X.25数据链路层 247

4.10 X.25建议 247

4.10.1 X.25物理层 247

4.10.3 X.25网络层 248

参考文献 249

第5章 遥测终端机（RTU） 250

5.1 概述 250

5.2 终端设备功能及主要技术指标 252

5.2.1 I/O接口能力 252

5.2.2 通信接口 252

5.2.3 实时钟（RTC）部件 253

5.2.4 键盘／显示 253

5.2.5 数据存储器 253

5.2.6 扩展能力 253

5.2.7 电源管理 253

5.3 遥测终端机中的单片机 254

5.2.10 可靠性指标 254

5.2.9 环境适应能力 254

5.2.8 数据采集和传输工作方式 254

5.4 单片机MCS-51 256

5.4.1 MCS-51单片机结构 256

5.4.2 MCS-51单片机内部各部件原理及功能 259

5.4.3 MCS-51端口 267

5.4.4 定时器／计数器 270

5.4.5 串行通信与接口 274

5.4.6 中断和复位系统 284

5.4.7 MCS-51指令集 287

5.4.8 MCS-51的系列扩展 292

5.5 存储器的扩展 292

5.6 并行I/O扩展 295

5.7 串行通信与接口电路 301

5.7.1 异步串行接口芯片8250 303

5.7.2 串口编程举例 306

5.8 模拟与数模转换扩展接口 307

5.8.1 八位精度DAC和ADC 307

5.8.2 A/D转换器主要技术指标 311

5.8.3 V/F转换器 312

5.8.4 ∑—△调制A/D转换器 316

5.8.5 电压基准 328

5.9 键盘显示接口电路 329

5.9.1 键盘接口电路 329

5.9.2 LCD字符显示器 333

5.10 实时钟（RTC） 334

5.11 串行扩展总线 338

5.11.1 I2C总线时序 339

5.11.2 I2C总线扩展 341

5.11.3 SDI-12串行数据接口 349

5.12 遥测终端机的复位电路 353

5.13 电源管理与输出驱动 355

5.13.1 大功率输出驱动电路 356

5.13.2 阵列驱动器件 358

5.13.3 恒流源 360

5.13.4 交流回路控制 360

5.14 接口可靠性设计 361

5.14.1 开关信号光电隔离 361

5.14.2 端口浪涌抑制 362

5.14.3 隔离放大器 367

5.14.4 太阳能充电保护器 370

参考文献 371

第6章 通信信道设计 372

6.1 超短波通信电路设计 372

6.1.1 超短波电波传播基本概念 372

6.1.2 绕射损耗的计算 384

6.1.3 超短波电路设计 387

6.1.4 超短波通信设备 397

6.2 公共电话交换网PSTN 415

6.2.1 电话线路 415

6.2.2 电路交换方式的通信过程 416

6.2.3 调制解调器 417

6.2.4 AT命令集 424

6.2.5 综合业务数据网ISDN（Integrated Services Digital Network） 427

6.2.6 数字用户线路xDSL（Digital Subscriber Loop） 428

6.2.7 数字数据网DDN（Digital Data Network） 428

6.2.8 调制解调器举例 429

6.3 移动通信网GSM系统 432

6.3.1 GSM数字移动通信的发展历史 432

6.3.2 GSM数字移动通信系统 434

6.3.3 GPRS系统简介 441

6.3.4 码分多址CDMA移动通信系统简介 446

6.4.1 传输链路计算 449

6.4 卫星中继通信的应用 449

6.4.2 卫星通信设备技术指标 452

6.4.3 INMARSAT-C系统 454

6.4.4 VSAT系统 460

6.4.5 北斗卫星通信系统 463

6.4.6 全线通卫星通信系统 467

6.4.7 其它卫星通信系统 468

6.5 短波通信简介 470

6.6 遥测系统集成设计 472

参考文献 480

第7章 计算机网络 481

7.1 概述 481

7.1.1 计算机网络的发展过程 481

7.1.2 计算机网络体系结构 482

7.1.3 计算机网络的分类 483

7.2 局域网 485

7.2.1 局域网体系结构 485

7.2.2 以太网 486

7.2.3 令牌环网 491

7.2.4 高速网络技术 492

7.3 广域网 496

7.3.1 广域网构成 496

7.3.2 综合业务数字网 497

7.3.3 分组数据交换网 498

7.3.4 帧中继 498

7.3.5 数字数据网 499

7.4 网络互联 499

7.4.1 网络互联设备 499

7.4.2 互联网 502

7.5.1 加密技术 507

7.5 网络安全与管理 507

7.5.2 防火墙 510

7.5.3 网络管理 512

参考文献 514

第8章 中心站集成及数据处理 515

8.1 中心站设备配置 515

8.1.1 单机系统 515

8.1.2 局域网系统 516

8.1.3 通信控制机 516

8.1.4 联网设备 517

8.1.5 机房设计 517

8.2 数据接收、处理及其应用 519

8.2.1 信息接收与数据预处理 519

8.2.2 数据库及其管理 520

8.2.3 数据转发 520

8.2.4 数据检索与应用 521

参考文献 523

第9章 防雷与供电 524

9.1 防雷 524

9.1.1 雷电简介 524

9.1.2 雷电对水文自动测报系统的影响 526

9.1.3 水文自动测报系统的防雷要求 526

9.1.4 水文自动测报系统中常用的防雷措施 527

9.1.5 系统站点的防雷设施布设 535

9.2 供电 536

9.2.1 中心站的供电 537

9.2.2 测站的供电 537

参考文献 544

附录A 电路基础知识 545

附录B 与数据通信有关的标准 573

附录C 水文自动测报系统有关标准 578